1. 多相催化（最核心應(yīng)用方向）

依托大孔道 + 高穩(wěn)定骨架，是大分子催化反應(yīng)的優(yōu)選載體材料。

精細有機合成催化：負載 Pd、Pt、Au 等貴金屬納米顆粒，催化 Suzuki-Miyaura 偶聯(lián)、醇氧化、CO?環(huán)加成、Knoevenagel 縮合等反應(yīng)；大孔道有利于大分子底物擴散，產(chǎn)物易分離，催化劑可循環(huán)使用 5 次以上。

固體酸催化：缺陷工程引入的 Zr-OH 路易斯酸位點，可直接催化酯化、縮醛水解、生物質(zhì)糖轉(zhuǎn)化等反應(yīng)，替代傳統(tǒng)均相酸催化劑。

光催化：復合 TiO?、g-C?N?等半導體構(gòu)建異質(zhì)結(jié)，用于有機污染物降解、CO?光還原，大孔道可顯著提升傳質(zhì)效率。

2. 氣體吸附與分離

碳捕集與天然氣凈化：高比表面積帶來高 CO?吸附容量，適配煙道氣 CO?/N?分離、天然氣脫碳脫硫場景。

室內(nèi)空氣凈化與調(diào)濕：功能化改性后可在 45–65% 相對濕度區(qū)間自動調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，同時協(xié)同捕獲甲醛、苯系物、氨氣等多種污染物，循環(huán)使用性能優(yōu)異。

氣體儲能：低溫下高容量存儲氫氣、甲烷，儲氫性能優(yōu)于多數(shù)微孔 MOF 材料。

3. 環(huán)境水處理

有機污染物吸附：高效去除水中四環(huán)素類抗生素、染料、農(nóng)藥等難降解有機物，大孔容可提供更高的吸附容量與處理通量。

重金屬捕獲：表面 Zr-OH 位點通過螯合作用吸附 Pb2?、Cd2?、Cr??等重金屬離子，適配電鍍、冶金廢水的深度處理。

高級氧化載體：負載 Fe、Co 等活性組分構(gòu)建類芬頓體系，降解頑固性有機污染物，骨架穩(wěn)定性可降低金屬離子溶出風險。

4. 生物醫(yī)藥與傳感

大容量藥物遞送：相較于 UiO-66，更大的孔道與孔容可負載大分子藥物、蛋白、核酸等生物活性物質(zhì)，實現(xiàn)腫瘤微環(huán)境 pH 響應(yīng)緩釋，載藥率較 UiO-66 提升 30% 以上。

高靈敏傳感：構(gòu)建多維度熒光傳感器，檢測水中重金屬、抗生素、腫瘤標志物，結(jié)合機器學習算法可將檢測準確率提升至 99.2%，顯著降低假陽性率。

抗菌材料：負載銀、銅納米顆粒實現(xiàn)協(xié)同抗菌，用于醫(yī)用敷料、水處理抗菌涂層。

5. 能源與電化學

超級電容器前驅(qū)體：高溫碳化制備 Zr/N 共摻雜多孔碳，比電容與循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)于普通碳材料。

質(zhì)子傳導材料：孔道內(nèi)負載咪唑、磷酸等質(zhì)子載體，提升電解質(zhì)離子電導率，適配高溫燃料電池場景。

電催化載體：負載活性組分用于析氧、氧還原反應(yīng)，可部分替代貴金屬催化劑。